一种吸收稳定工艺及其吸收解吸耦合塔

技术领域

本发明涉及吸收稳定工艺技术领域，特别涉及一种吸收稳定工艺及其吸收解吸耦合塔。

背景技术

吸收稳定系统主要对分馏系统而来的粗汽油和富气进行工艺处理，产出干气、液化气和蒸汽压合格的稳定汽油。吸收稳定工艺有单塔流程和双塔流程，单塔流程是吸收与解吸在同一塔内进行，吸收率和解吸率较低且能耗较高，产品质量不好；双塔流程是吸收和解吸分别在两个塔内进行，已成为目前炼厂吸收稳定工艺的主导流程。双塔吸收稳定系统的典型工艺流程为压缩富气、富吸收汽油和解吸气混合，经冷却器冷却后在平衡罐中平衡闪蒸，得到的富气进入吸收塔，用粗汽油回收其中的C

目前，吸收稳定系统存在的问题主要表现为：吸收塔需要利用冷量移走吸收过程放出的热量，而这部分热量没有被充分利用；解吸塔需要外部提供热量为解吸过程吸收的热量作为补充，而这部分补充热量需要外部进行提供；富气直接被冷却进行气液分离，富气的能量未被充分利用；吸收过程的吸收剂为轻汽油组分，解吸塔操作负荷较大；稳定塔产品为液化石油气、轻汽油组分和重汽油组分，没有对产品进行更为精细的分离，不利于产品精细化生产分离。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的之一在于，提供一种吸收稳定工艺及其吸收解吸耦合塔，从而能够减少现有系统对外部冷源和外部热源的用量需求。

本发明的另一目的在于，提供一种吸收稳定工艺及其吸收解吸耦合塔，从而能够降低系统的操作负荷。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种吸收解吸耦合塔，其包括：塔体，其为立式罐状结构；以及多层耦合单元，其沿竖直方向分布在塔体中，每一层耦合单元包括：上管板和下管板，其贯穿设有第一降液管，相邻两层耦合单元的第一降液管在塔体的两侧交替设置；列管，其两端分别穿过上管板和下管板，列管顶端设有帽罩，帽罩侧壁开设有多个气孔；以及至少一层塔板，其设置在上管板与下管板之间，列管穿过塔板，塔板设有筛孔和第二降液管，其中，多层耦合单元通过外部管线依次连通构成内塔，多层耦合单元之间的塔体通过第一降液管和列管相连通构成外塔。

根据本发明的第二方面，本发明提供了一种吸收稳定工艺，其用于处理来自分馏塔塔顶的粗汽油和富气，包括：采用如上述技术方案的吸收解吸耦合塔；富气从外塔的中上段进入吸收解吸耦合塔，经外塔发生气液接触后，从外塔的塔顶离开吸收解吸耦合塔；粗汽油从内塔的最顶层耦合单元进入吸收解吸耦合塔，经内塔发生气液接触后，从内塔的最底层耦合单元离开吸收解吸耦合塔；外塔的塔顶气与内塔的塔底液相混合后，进行冷却分离，冷却分离后的气相与内塔的塔底液换热再经压缩机加压后，从内塔的最底层耦合单元进入吸收解吸耦合塔，经内塔发生气液接触后，从内塔的最顶层耦合单元离开吸收解吸耦合塔；冷却分离后的液相从外塔的塔顶进入吸收解吸耦合塔，经外塔发生气液接触后，从外塔的塔底离开吸收解吸耦合塔；外塔的塔底液一部分经再沸为气相后从外塔的塔底进入吸收解吸耦合塔，经外塔发生气液接触后，从外塔的塔顶离开吸收解吸耦合塔，另一部分进入稳定塔，稳定塔的塔顶产品为液化气，塔底产品为稳定汽油。

进一步，上述技术方案中，冷却分离包括一级冷却分离和二级冷却分离，外塔的塔顶气与内塔的塔底液相混合后，经一级冷却分离后的气相进入二级冷却分离，液相进入外塔的中段；经二级冷却分离后的气相与内塔的塔底液换热再加压后，进入内塔的最底层耦合单元，经二级冷却分离后的液相进入外塔的塔顶。

进一步，上述技术方案中，内塔的塔顶气进入再吸收塔与补充吸收剂逆流接触。

进一步，上述技术方案中，补充吸收剂为环丁砜、MDEA、DEA中的一种或几种。

进一步，上述技术方案中，再吸收塔的上半段设有Γ型隔板，再吸收塔的塔顶产品为干气，侧线产物与粗汽油混合后进入吸收解吸耦合塔的内塔的最顶层耦合单元，塔底产品与补充吸收剂混合后进入再吸收塔的塔顶。

进一步，上述技术方案中，再吸收塔的塔底产物经换热后进入再生塔，经再生塔再生的富吸收剂与粗汽油混合后进入吸收解吸耦合塔的内塔的最顶层耦合单元；再生塔的贫吸收剂与再吸收塔的塔底产物换热后回到再吸收塔。

进一步，上述技术方案中，稳定塔的塔底产品一部分与粗汽油混合后进入吸收解吸耦合塔的内塔的最顶层耦合单元，另一部分外排。

进一步，上述技术方案中，内塔的塔顶气经换热后进入加热炉加热，加热后进入反应器，反应器为设有中间隔板的分壁精馏塔，反应器的进料侧填充有催化剂，反应器的塔顶产物与内塔的塔顶气相混合；塔底产物与反应器的进料换热后，进入内塔的最顶层耦合单元；反应器的侧线产物与稳定塔的塔顶产品混合。

进一步，上述技术方案中，催化剂为ZSM-5、ZSM-11、ZSM-35、Y型分子筛和稀土中的一种或几种共结晶沸石与氧化铝组成的复合载体，复合载体负载VA族氧化物、稀土氧化物、ZnO中的一种或几种。

进一步，上述技术方案中，反应器的操作条件为：反应温度为200～450℃，反应压力为0.1～3MPa。

进一步，上述技术方案中，吸收解吸耦合塔的操作条件为：内塔温度40～200℃，压力0.4～3MPa；外塔温度30～180℃，压力0.1～2MPa。

进一步，上述技术方案中，再吸收塔的操作条件为：温度为40～200℃，压力为0.1～2MPa。

进一步，上述技术方案中，再生塔的操作条件为：温度为40～300℃，压力为0.1～2MPa。

进一步，上述技术方案中，稳定塔的操作条件为：温度为40～250℃，压力为0.1～2MPa。

进一步，上述技术方案中，通过调节压缩机的压缩比控制内塔与外塔的温差，温差控制在8～14℃。

与现有技术相比，本发明具有如下一个或多个有益效果：

1.本发明通过多层耦合单元形成内塔和外塔嵌套的吸收解吸耦合塔，能够实现吸收过程和解吸过程的热量耦合利用，从而减少对外部冷源和外部热源的用量需求；外塔气液接触在帽罩中完成，液体从第一降液管落在上管板上，随着液层厚度的增大，液体进入帽罩，然后与从列管上升的气体接触，气体夹带液体穿过帽罩的气孔，气体继续上升进入上层耦合单元的列管，液体回落到上管板上，这种结构吸收过程气液分布更均匀，吸收效果好，一方面降低干气中C

2.未经冷却的富气直接进入吸收解吸耦合塔，巧妙地利用了富气的热量，进一步减少整体的操作负荷。

3.通过采用上半段设有Γ型隔板的分壁精馏塔形式的再吸收塔或者通过再吸收-再生系统，实现干气中C

4.通过将干气组分进一步反应制备液化气和汽油，增加了液化气和汽油的收率，充分利用系统内的热量，降低稳定汽油在系统内的循环量，提高经济效益。

5.设置两级冷却分离可以进一步降低进入吸收解吸耦合塔气相中重组分的含量，优化吸收的效果。

上述说明仅为本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本发明的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。

附图说明

图1是根据本发明的一实施方式的吸收解吸耦合塔的结构示意图。

图2是根据本发明的一实施方式的耦合单元的结构示意图。

图3是根据本发明的一实施方式的上管板的结构示意图。

图4是根据本发明的一实施方式的塔板的结构示意图。

图5是根据本发明的一实施方式的吸收稳定工艺的流程示意图。

图6是根据本发明的另一实施方式的吸收稳定工艺的流程示意图。

图7是根据本发明的又一实施方式的吸收稳定工艺的流程示意图。

图8是常规吸收稳定工艺的流程示意图。

主要附图标记说明：

100-吸收解吸耦合塔，110-塔体，111-第一进液口，112-第一进气口，113-第一出液口，114-第一出气口，115-第二进液口，116-第二进气口，117-第二出液口，118-第二出气口，119-外部气相管线，120-外部液相管线，101-耦合单元，121-上管板，122-下管板，123-第一降液管，130-列管，131-帽罩，1311-气孔，140-塔板，141-第二降液管，142-筛孔；

301-富气，302-粗汽油，311-冷却器，312-分离罐，315-换热器，316-压缩机，320-再沸器，330-稳定塔，340-再吸收塔，341-补充吸收剂，342-Γ型隔板；

401-富气，402-粗汽油，411-一级冷却器，412-一级分离罐，413-二级冷却器，414-二级分离罐，415-换热器I，416-压缩机，420-再沸器，430-稳定塔，440-再吸收塔，441-补充吸收剂，442-换热器II，450-再生塔；

501-富气，502-粗汽油，511-冷却器，512-分离罐，515-换热器I，516-压缩机，520-再沸器，530-稳定塔，540-反应器，541-换热器II，542-加热炉，543-中间隔板；

601-富气，602-粗汽油，610-吸收塔，611-中间冷却器，620-解吸塔，621-再沸器I，631-冷却器，632-平衡罐，640-稳定塔，641-再沸器II，650-再吸收塔，651-柴油。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。

在本文中，为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等，来描述一个元件或特征与另一元件或特征在附图中的关系。应理解的是，空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的物件被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下”的元件将取向在元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。物件也可以有其他取向(旋转90度或其他取向)且应对本文使用的空间相对术语作出相应的解释。

在本文中，术语“第一”、“第二”等是用以区别两个不同的元件或部位，并不是用以限定特定的位置或相对关系。换言之，在一些实施例中，术语“第一”、“第二”等也可以彼此互换。

如图1至图4所示，根据本发明具体实施方式的吸收解吸耦合塔100包括立式罐状结构的塔体110。塔体110中沿竖直方向分布多层耦合单元101，每一层耦合单元101包括上管板121和下管板122及之间的列管130和至少一层塔板140。上管板121和下管板122的一侧贯穿设有第一降液管123，相邻两层耦合单元101的第一降液管123在塔体110的两侧交替设置。列管130穿过塔板140并且两端分别穿过上管板121和下管板122，列管130的顶端设有帽罩131，帽罩131侧壁开设有多个气孔1311。塔板140设有筛孔142和第二降液管141。多层耦合单元101通过外部管线依次连通构成内塔，多层耦合单元101之间的塔体110通过第一降液管123和列管130相连通构成外塔。示例性地，内塔中，相邻层耦合单元101的气体通过外部气相管线119由下层耦合单元101进入上层耦合单元101；液体通过外部液相管线120由上层耦合单元101进入下层耦合单元101。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，吸收解吸耦合塔100的外塔的进出口包括：设置在最顶层耦合单元101的上管板121以上的塔体110上的第一进液口111，第一出气口114；设置在最底层耦合单元101的下管板122以下的塔体110上的第一出液口113，第一进气口112。吸收解吸耦合塔100的内塔的进出口包括：设置在最顶层耦合单元101的上管板121与下管板122之间的塔体110的中上部的第二进液口115、第二出气口118；设置在最底层耦合单元101的上管板121与下管板122之间的塔体110的下部的第二出液口117、第二进气口116。

结合图1和图5所示，在本发明的一个或多个实施方式中，用于处理来自分馏塔塔顶的粗汽油302和富气301的吸收稳定工艺采用如图1所示的吸收解吸耦合塔100。该吸收稳定工艺包括：富气301从外塔的中上段进入吸收解吸耦合塔100，经外塔发生气液接触后，从外塔的塔顶离开吸收解吸耦合塔100；粗汽油302从内塔的最顶层耦合单元101进入吸收解吸耦合塔，经内塔发生气液接触后，从内塔的最底层耦合单元101离开吸收解吸耦合塔；外塔的塔顶气与内塔的塔底液相混合后，经冷却器311冷却后进入分离罐312分离，经分离后的气相与内塔的塔底液在换热器315中换热，再经压缩机316加压后，从内塔的最底层耦合单元101进入吸收解吸耦合塔100，经内塔发生气液接触后，从内塔的最顶层耦合单元101离开吸收解吸耦合塔100；冷却分离后的液相从外塔的塔顶进入吸收解吸耦合塔100，经外塔发生气液接触后，从外塔的塔底离开吸收解吸耦合塔；外塔的塔底液一部分经再沸器320再沸为气相后从外塔的塔底进入吸收解吸耦合塔100，经外塔发生气液接触后，从外塔的塔顶离开吸收解吸耦合塔100，另一部分进入稳定塔330，稳定塔330的塔顶产品为液化气，塔底产品为稳定汽油。稳定塔330的塔底产品一部分与粗汽油302混合后进入吸收解吸耦合塔100的内塔的最顶层耦合单元101，另一部分外排。示例性地，内塔的塔顶气进入再吸收塔340与补充吸收剂341逆流接触，再吸收塔340的上半段设有Γ型隔板342，再吸收塔340的塔顶产品为干气，侧线产物与粗汽油302混合后进入吸收解吸耦合塔100的内塔的最顶层耦合单元101，塔底产品与补充吸收剂341混合后进入再吸收塔340的塔顶。示例性地，补充吸收剂341可以为环丁砜、MDEA、DEA中的一种或几种。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，吸收解吸耦合塔100的操作条件为：内塔温度40～200℃，压力0.4～3MPa；外塔温度30～180℃，压力0.1～2MPa。进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，再吸收塔340的操作条件为：温度为40～200℃，压力为0.1～2MPa。进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，稳定塔330的操作条件为：温度为40～250℃，压力为0.1～2MPa。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，通过调节压缩机316的压缩比控制内塔与外塔的温差，温差控制在8～14℃。

结合图1和图6所示，在本发明的一个或多个实施方式中，用于处理来自分馏塔塔顶的粗汽油402和富气401的吸收稳定工艺采用如图1所示的吸收解吸耦合塔100。该吸收稳定工艺包括：富气401从外塔的中上段进入吸收解吸耦合塔100，经外塔发生气液接触后，从外塔的塔顶离开吸收解吸耦合塔100；粗汽油402从内塔的最顶层耦合单元101进入吸收解吸耦合塔，经内塔发生气液接触后，从内塔的最底层耦合单元101离开吸收解吸耦合塔；外塔的塔顶气与内塔的塔底液相混合后，经一级冷却器411冷却后进入一级分离罐412分离，经一级分离后的液相进入外塔的中段，气相进入二级冷却器413冷却后进入二级分离罐414；经二级分离后的气相与内塔的塔底液在换热器I415中换热，再经压缩机416加压后，从内塔的最底层耦合单元101进入吸收解吸耦合塔100，经内塔发生气液接触后，从内塔的最顶层耦合单元101离开吸收解吸耦合塔100；二级分离后的液相从外塔的塔顶进入吸收解吸耦合塔100，经外塔发生气液接触后，从外塔的塔底离开吸收解吸耦合塔100；外塔的塔底液一部分经再沸器420再沸为气相后从外塔的塔底进入吸收解吸耦合塔100，经外塔发生气液接触后，从外塔的塔顶离开吸收解吸耦合塔100，另一部分进入稳定塔430，稳定塔430的塔顶产品为液化气，塔底产品为稳定汽油。示例性地，稳定塔430的塔底产品一部分与粗汽油402混合后进入吸收解吸耦合塔100的内塔的最顶层耦合单元101，另一部分外排。示例性地，内塔的塔顶气进入再吸收塔440与补充吸收剂441逆流接触，再吸收塔440的塔底产物经换热器II442换热后进入再生塔450，经再生塔450再生的富吸收剂与粗汽油402混合后进入吸收解吸耦合塔100的内塔的最顶层耦合单元101；再生塔450的贫吸收剂与再吸收塔440的塔底产物经换热器II442换热后回到再吸收塔440。示例性地，补充吸收剂441可以为环丁砜、MDEA、DEA中的一种或几种。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，吸收解吸耦合塔100的操作条件为：内塔温度40～200℃，压力0.4～3MPa；外塔温度30～180℃，压力0.1～2MPa。进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，再吸收塔440的操作条件为：温度为40～200℃，压力为0.1～2MPa；再生塔450的操作条件为：温度为40～300℃，压力为0.1～2MPa。进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，稳定塔430的操作条件为：温度为40～250℃，压力为0.1～2MPa。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，通过调节压缩机416的压缩比控制内塔与外塔的温差，温差控制在8～14℃。

结合图1和图7所示，在本发明的一个或多个实施方式中，用于处理来自分馏塔塔顶的粗汽油502和富气501的吸收稳定工艺采用如图1所示的吸收解吸耦合塔100。该吸收稳定工艺包括：富气501从外塔的中上段进入吸收解吸耦合塔100，经外塔发生气液接触后，从外塔的塔顶离开吸收解吸耦合塔100；粗汽油502从内塔的最顶层耦合单元101进入吸收解吸耦合塔100，经内塔发生气液接触后，从内塔的最底层耦合单元101离开吸收解吸耦合塔100；外塔的塔顶气与内塔的塔底液相混合后，经冷却器511冷却后进入分离罐512分离，经分离后的气相与内塔的塔底液在换热器515I中换热，再经压缩机516加压后，从内塔的最底层耦合单元101进入吸收解吸耦合塔100，经内塔发生气液接触后，从内塔的最顶层耦合单元101离开吸收解吸耦合塔100；冷却分离后的液相从外塔的塔顶进入吸收解吸耦合塔100，经外塔发生气液接触后，从外塔的塔底离开吸收解吸耦合塔；外塔的塔底液一部分经再沸器520再沸为气相后从外塔的塔底进入吸收解吸耦合塔100，经外塔发生气液接触后，从外塔的塔顶离开吸收解吸耦合塔100，另一部分进入稳定塔530，稳定塔530的塔顶产品为液化气，塔底产品为稳定汽油。内塔的塔顶气经换热器II541换热后进入加热炉541加热，加热后进入反应器540，反应器540为设有中间隔板543的分壁精馏塔，反应器540的进料侧填充有催化剂，反应器540的塔顶产物与内塔的塔顶气相混合；塔底产物与反应器540的进料经换热器II541换热后，进入内塔的最顶层耦合单元；反应器540的侧线产物与稳定塔530的塔顶产品混合。示例性地，催化剂可以为ZSM-5、ZSM-11、ZSM-35、Y型分子筛和稀土中的一种或几种共结晶沸石与氧化铝组成的复合载体，复合载体负载VA族氧化物、稀土氧化物、ZnO中的一种或几种。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，吸收解吸耦合塔100的操作条件为：内塔温度40～200℃，压力0.4～3MPa；外塔温度30～180℃，压力0.1～2MPa。进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，稳定塔530的操作条件为：温度为40～250℃，压力为0.1～2MPa。进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，反应器540的操作条件为：反应温度为200～450℃，反应压力为0.1～3MPa。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，通过调节压缩机516的压缩比控制内塔与外塔的温差，温差控制在8～14℃。

下面以具体实施例的方式更详细地说明本发明，应了解的是，本发明并不以此为限。

实施例1

以某100万吨/年FCC型催化裂化装置的吸收稳定系统为例，本实施例采用图5所示的吸收稳定工艺流程，本实施例吸收稳定工艺流程中操作条件如表1所示。

表1实施例1吸收稳定工艺流程操作条件

实施例2

以某100万吨/年FCC型催化裂化装置的吸收稳定系统为例，本实施例采用图6所示的吸收稳定工艺流程，本实施例吸收稳定工艺流程中操作条件如表2所示。

表2实施例2吸收稳定工艺流程操作条件

实施例3

以某100万吨/年FCC型催化裂化装置的吸收稳定系统为例，本实施例采用图7所示的吸收稳定工艺流程，本实施例吸收稳定工艺流程中操作条件如表3所示。

表3实施例3吸收稳定工艺流程操作条件

对比例1

以某100万吨/年FCC型催化裂化装置的吸收稳定系统为例，本对比例采用现有常规的吸收稳定工艺流程，如图8所示。本对比例吸收稳定工艺流程中操作条件如表4所示。

表4对比例1吸收稳定工艺流程操作条件

该吸收稳定工艺包括：富气601与来自吸收塔610塔底的吸收油和解吸塔620塔顶的解吸气混合，经冷却器631冷却后进入平衡罐632，分离得到的气相进入吸收塔610塔底，与塔顶的粗汽油602和稳定塔640塔底补充吸收剂逆流接触，吸收塔610塔顶气直接进入再吸收塔650的底部，与柴油651逆流接触，进一步吸收气相中夹带的重组分，再吸收塔650的塔底产品为富吸收油返回分馏塔(图中未示出)，塔顶并入瓦斯管网。平衡罐632分离得到的液相进入解吸塔620的顶部，解吸塔620塔底液一部分经再沸器I621再沸后回到解吸塔620，另一部分进入稳定塔640。稳定塔640塔顶产品为液化气，塔底液一部分经再沸器Ⅱ641回到稳定塔640，另一部分分两路，一路作为产品稳定汽油排出装置，另一路作为补充吸收剂进入吸收塔610的顶部。吸收塔610设有中间冷却器611。

与对比例1相比，本发明技术方案实施例1(图5)吸收塔解吸塔补充吸收剂降低27.7％，再吸收塔干气中C

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。针对上述示例性实施方案所做的任何简单修改、等同变化与修饰，都应落入本发明的保护范围。